Componenti di precisione di alta qualità ed economici
I componenti di piccole e medie dimensioni con requisiti geometrici nell’intervallo micro e nanodimensionale registrano un’enorme commerciabilità in settori correlati alla microingegneria o alla produzione di dispositivi ottici e medicali, che presentano, tuttavia, carenze in termini di controllo della qualità. Gli scienziati finanziati dall’UE che lavorano al progetto MIDEMMA (Minimizing defects in micro-manufacturing applications) hanno esteso la convalida del prodotto finale per includere il monitoraggio e l’ottimizzazione dei materiali grezzi, del pezzo e del processo. Le tecnologie consentono il rilevamento dei difetti in tempo reale. L’uso di macchine meno costose è possibile dal momento che la variabilità si riduce attraverso il monitoraggio dei processi. Infine, strumenti di presa delle decisioni intelligenti riducono i requisiti di conoscenza degli operatori. Un nuovo tipo di chiusura dei pezzi di lavoro, basato su tecnologie intelligenti, consente di monitorare e adattare la deformazione e lo spostamento dei vari elementi, mentre un sistema di manipolazione di estrema precisione garantisce un livello eccellente di precisione e ripetibilità di posizionamento durante le operazioni di microlavorazione. Gli scienziati hanno inoltre creato un microscopio a bordo macchina in grado di eseguire misurazioni delle specifiche di fabbricazione in scala micronica e submicronica. Le tecnologie di monitoraggio dei processi sono state pensate per la microlavorazione ordinaria e la microlavorazione basata sull’elettro-erosione (EDM, ovvero una tecnica di non contatto), sull’ablazione laser ultraveloce e sulla microiniezione (stampaggio a iniezione di materie plastiche). La tecnica di controllo adattativo dei processi utilizza i dati ottenuti dal monitoraggio delle operazioni ai fini di una configurazione automatica dei parametri, del rilevamento degli errori e dell’adattamento delle condizioni operative. Le tecnologie sono state dimostrate in collaborazione con cinque utenti finali industriali dai settori dei dispositivi medici e dell’ottica. Sono stati ottenuti notevoli miglioramenti nella fabbricazione delle protesi dentali, dei componenti ottici, dei laser a impulsi ultra-brevi, dei componenti ortodontici e degli strumenti delle macchine micro-EDM. Le tecnologie MIDEMMA garantiranno una svolta radicale nelle modalità di gestione delle attività commerciali da parte dei produttori di tecnologie destinate alla microfabbricazione all’interno dell’UE. Il taglio dei costi, del tempo e degli scarti avrà importanti effetti sulla redditività dei fabbricanti dell’UE. Gli avanzamenti nella qualità daranno una spinta ulteriore alla competitività nei campi globali dei componenti di micro-ingegneria e dell’ottica e delle lenti di estrema precisione.
Parole chiave
Difetto zero, manifattura, monitoraggio del processo, micro-ingegneria, micro-manifattura
